SST湍流模型的激波与可压缩效应改进

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作者 汪洪波 曾宇 +2 位作者 熊大鹏 杨揖心 孙明波 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期91-104,共14页

由于缺乏对某些重要流动特征的考虑,针对不可压流发展的标准SST湍流模型在描述超声速流场时存在明显的局限性。为改善SST模型在吸气式高超声速推进系统内流等复杂超声速流场中的预测精度,基于流动特征结构定向开展了激波和可压缩效应改... 由于缺乏对某些重要流动特征的考虑,针对不可压流发展的标准SST湍流模型在描述超声速流场时存在明显的局限性。为改善SST模型在吸气式高超声速推进系统内流等复杂超声速流场中的预测精度,基于流动特征结构定向开展了激波和可压缩效应改进。通过激波/湍流边界层判别函数和可压缩效应判别函数定位标准SST模型参数或建模假设失效的区域,针对性地改进湍流模型。采用超声速平板边界层流动、超声速压缩拐角分离流动、超声速隔离段复杂激波串流动以及HIFiRE-2超声速内流等算例进行了测试,结果表明改进模型具有与标准SST模型一致的边界层预测能力,但显著提高了对激波干扰流动及逆压分离流的预测精度。 展开更多

关键词 SST 湍流模型 激波 可压缩 结构特征

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超声速气流中的典型混合增强方法

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作者 周燕梅 吴继平 黄伟 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第2期108-119,共12页

超燃冲压发动机指空气以超声速进入燃烧室并与燃料进行混合和燃烧,但是在来流速度如此快的条件下,要实现燃料与空气的充分混合与稳定燃烧是很困难的,而稳定燃烧的先前条件是燃料与空气的充分混合。因此,增强混合的研究对超燃冲压发动机... 超燃冲压发动机指空气以超声速进入燃烧室并与燃料进行混合和燃烧,但是在来流速度如此快的条件下,要实现燃料与空气的充分混合与稳定燃烧是很困难的,而稳定燃烧的先前条件是燃料与空气的充分混合。因此,增强混合的研究对超燃冲压发动机的发展起着重要的作用。国内外众多学者不断研究并提出混合增强方法来解决燃料与空气充分混合的问题,本文主要对混合增强方法中的横向射流、脉冲射流以及凹腔的研究进展进行总结与归纳,并对未来的发展提出展望。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 混合增强 横向射流 脉冲射流 凹腔

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SST湍流模型改进研究综述 被引量：15

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作者 曾宇 汪洪波 +2 位作者 孙明波 王超 刘旭 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期98-129,共32页

k-ωSST湍流模型是目前综合性能最佳的涡黏模型之一,近年来得到非常广泛的应用。然而,随着问题复杂性的增加和模拟精准度要求的提高,标准SST湍流模型在某些方面呈现出明显的局限性,大量学者对其进行了相应的改进研究。围绕旋转/曲率效... k-ωSST湍流模型是目前综合性能最佳的涡黏模型之一,近年来得到非常广泛的应用。然而,随着问题复杂性的增加和模拟精准度要求的提高,标准SST湍流模型在某些方面呈现出明显的局限性,大量学者对其进行了相应的改进研究。围绕旋转/曲率效应、可压缩效应、激波不稳定性效应、雷诺应力各向异性效应、应力-应变偏差效应和层流/湍流转捩效应等6个方面,对SST模型的改进研究进行了评述,同时对近年的基于数据驱动技术的模型改进也进行了简要介绍;梳理了各种改进研究的思路和发展趋势,阐述了各自的适用性和局限性,并分析了影响改进效果的原因和问题所在。最后,对未来工作提出了建议。 展开更多

关键词 湍流模型 SST 旋转/曲率 可压缩性 激波不稳定性 雷诺应力各向异性 层流/湍流转捩

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激光诱导荧光技术燃烧诊断的研究进展 被引量：14

4

作者 朱家健 万明罡 +4 位作者 吴戈 闫博 田轶夫 冯戎 孙明波 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期73-105,共33页

激光诱导荧光(LIF)技术具有非扰动、实时原位测量、组分选择性强、灵敏度好、时空分辨率高等优点,可用于燃烧诊断中测量火焰的重要特征参数。介绍了LIF技术的原理及其在燃烧诊断中的应用,重点阐述了LIF技术在成像火焰瞬时结构、定量测... 激光诱导荧光(LIF)技术具有非扰动、实时原位测量、组分选择性强、灵敏度好、时空分辨率高等优点,可用于燃烧诊断中测量火焰的重要特征参数。介绍了LIF技术的原理及其在燃烧诊断中的应用,重点阐述了LIF技术在成像火焰瞬时结构、定量测量组分浓度、混合场温度、火焰温度和流场速度方面的研究进展,讨论了LIF技术在测量燃烧流场参数时的技术特点和挑战,展望了高速平面LIF、体LIF和多场同步测量方面的发展趋势。 展开更多

关键词 光谱学 激光诱导荧光 燃烧诊断 发动机 火焰结构 温度 流速

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带凹腔火焰稳定器的固体火箭超燃冲压发动机燃烧室试验研究 被引量：14

5

作者 马立坤 李潮隆 +1 位作者 夏智勋 赵翔 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期319-326,共8页

以含硼贫氧固体推进剂为燃料,对带凹腔火焰稳定器的固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型首次开展了地面直连试验研究。试验模拟了23km,5.5Ma的飞行工况,通过测量压强、推力和流量等参数,得出了燃烧室性能。试验结果表明:一次富燃燃气在燃... 以含硼贫氧固体推进剂为燃料,对带凹腔火焰稳定器的固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型首次开展了地面直连试验研究。试验模拟了23km,5.5Ma的飞行工况,通过测量压强、推力和流量等参数,得出了燃烧室性能。试验结果表明:一次富燃燃气在燃气发生器喉部沉积导致燃气流量持续提高,试验过程中当量比由0.44逐渐增加至0.54;本文所研究的凹腔稳焰结构提高了富燃燃气中气相可燃组分的燃烧效率,但对于凝相颗粒燃烧的促进效果不明显;试验工况下发动机总燃烧效率约48%,高空比冲约为423s,高于文献中所报道的中心支板喷射稳焰的固体火箭超燃冲压发动机试验比冲性能。 展开更多

关键词 固体火箭超燃冲压发动机 凹腔 燃气发生器 含硼贫氧固体推进剂 燃烧室性能

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电动泵压式液氧煤油变推力火箭发动机动力学建模与仿真分析: Part Ⅰ-单点工况分析 被引量：6

6

作者 崔朋 宋杰 +3 位作者 李清廉 陈兰伟 梁涛 孙郡 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期248-262,共15页

为了解决电动泵压式液氧煤油变推力火箭发动机系统响应特性不明晰的问题,综合考虑了电池、电机及冷却通道的影响,建立了电动泵压式液氧煤油变推力火箭发动机仿真平台,深入研究了不同工况下系统响应特性以及系统性能参数随推力水平的变... 为了解决电动泵压式液氧煤油变推力火箭发动机系统响应特性不明晰的问题,综合考虑了电池、电机及冷却通道的影响,建立了电动泵压式液氧煤油变推力火箭发动机仿真平台,深入研究了不同工况下系统响应特性以及系统性能参数随推力水平的变化规律。研究结果表明:系统性能参数响应存在短板效应,尽管电动泵响应速度快,而冷却通道参数响应速度慢,导致系统性能参数响应时间是电动泵转速响应时间的10倍以上;此外,低推力工况时,适当降低混合比,能够保证冷却通道出口亚临界情况下的顺利调节。因此,为了提高系统响应特性,在满足冷却压降要求时,应尽可能提高冷却通道内冷却剂流速。 展开更多

关键词 液氧煤油 电动泵 变推力 液体火箭发动机 系统动力学 建模与仿真 冷却通道

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液氧甲烷变推力发动机螺旋槽再生冷却传热特性研究

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作者 孙郡 李清廉 +2 位作者 成鹏 宋杰 刘新林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期124-133,共10页

为探究宽工况范围下螺旋槽再生冷却的传热特性,基于微小通道内低温工质的相变传热模型,采用一维传热计算方法,对5 kN级液氧甲烷变推力发动机开展了螺旋槽再生冷却传热特性研究。结果表明:本文所采用的传热计算模型可用于传热预估,与试... 为探究宽工况范围下螺旋槽再生冷却的传热特性,基于微小通道内低温工质的相变传热模型,采用一维传热计算方法,对5 kN级液氧甲烷变推力发动机开展了螺旋槽再生冷却传热特性研究。结果表明:本文所采用的传热计算模型可用于传热预估,与试验结果相比,冷却剂温升误差为4.3%,压降误差为1.1%,喉部处外壁温误差为-11%,在工程计算可接受范围内;相比于直槽,螺旋槽再生冷却能有效降低燃气侧壁温,同时,在宽范围变推力条件下,实际功率水平越低,冷却剂温升、压降越小,喉部燃气侧壁温越低,但“传热恶化区”内的壁温最大值反而越高,当发动机推力由额定工况的75%调整至20%时,燃气侧壁温的最大值由1 351 K增大至1 399 K;综合考虑壁面温度及冷却剂的压力损失,本文对冷却通道开展优化设计,对比四种冷却通道方案的传热性能,其中,方案4为最优方案,20%额定功率水平工况时,冷却剂温升为491 K,压降为0.34 MPa,燃气侧壁温最大值也仅为1 297 K,较初始设计方案降低了102 K,远低于材料的极限温度。 展开更多

关键词 液氧甲烷发动机 变推力 再生冷却 螺旋槽 传热特性

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平面激光诱导荧光技术在超声速燃烧火焰结构可视化中的应用 被引量：6

8

作者 吴戈 李韵 +3 位作者 万明罡 朱家健 杨揖心 孙明波 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期70-77,共8页

平面激光诱导荧光(PLIF)技术能够高时空分辨成像火焰结构并用于研究超声速燃烧机理。利用OH-PLIF与CH-PLIF技术研究了超声速燃烧的火焰结构。其中,利用OH-PLIF技术对燃烧室中3个展向截面与2个流向截面的凹腔稳定火焰反应区结构进行成像... 平面激光诱导荧光(PLIF)技术能够高时空分辨成像火焰结构并用于研究超声速燃烧机理。利用OH-PLIF与CH-PLIF技术研究了超声速燃烧的火焰结构。其中,利用OH-PLIF技术对燃烧室中3个展向截面与2个流向截面的凹腔稳定火焰反应区结构进行成像,利用CH-PLIF技术观测凹腔火焰放热区结构。实验结果表明:全局当量比较低时燃烧主要发生在凹腔中,OH沿中轴线对称分布;高当量比时火焰位置更高,OH主要沿燃烧室两侧壁面分布;CH所存在的超声速燃烧放热区呈现高度褶皱和破碎结构,放热区分布在比反应区更窄的区域。 展开更多

关键词 平面激光诱导荧光 超声速燃烧 火焰结构 湍流火焰

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凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能影响研究 被引量：2

9

作者 杨鹏年 夏智勋 +5 位作者 陈斌斌 马立坤 冯运超 段一凡 李潮隆 赵李北 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期101-113,共13页

为提高固体超燃冲压发动机燃烧性能,获得凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能影响规律,开展了地面直连试验和数值模拟研究。利用数值模拟分析了凹腔位置和数量对燃烧室流动与富燃燃气掺混燃烧作用效果。研究表明:(1)马赫数沿燃烧室流向均... 为提高固体超燃冲压发动机燃烧性能,获得凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能影响规律,开展了地面直连试验和数值模拟研究。利用数值模拟分析了凹腔位置和数量对燃烧室流动与富燃燃气掺混燃烧作用效果。研究表明:(1)马赫数沿燃烧室流向均呈现下降-波动-上升的变化特点,相比于无/单凹腔构型中的近壁面燃烧,双凹腔构型实现流道中心燃烧。(2)富燃燃气中可燃气体与凝相颗粒因穿透深度不同导致两者分区燃烧,气相燃烧速度和燃烧效率均远高于凝相颗粒,不同质量的颗粒运动轨迹存在差异,但该差异随颗粒燃烧而逐渐减小。(3)凹腔通过产生低速区促进富燃燃气掺混燃烧,促进效果取决于凹腔与燃气喷口间的距离。(4)凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能具有明显影响,发动机无凹腔时燃烧效率仅0.48,总压损失达0.67,采用双凹腔时燃烧效率达0.98,总压损失为0.58。综上所述,采用双凹腔构型的燃烧室更有利于提高固体超燃冲压发动机燃烧性能。 展开更多

关键词 固体超燃冲压发动机 凹腔 燃烧性能 直连试验 颗粒燃烧 数值模拟

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背压对气液针栓单元喷雾分布特性的影响

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作者 李子光 成鹏 +2 位作者 李清廉 白晓 曹鹏进 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期63-76,共14页

通过实验研究了径向孔型气液针栓单元在不同背压环境下的喷雾分布特性。搭建了可以提供0.1~6.0 MPa范围内的稳定背压并且具有多个光学测量窗口的常流式雾化实验系统,采用过滤水和干燥空气代替液氧和气甲烷进行了雾化实验。实验背压范围... 通过实验研究了径向孔型气液针栓单元在不同背压环境下的喷雾分布特性。搭建了可以提供0.1~6.0 MPa范围内的稳定背压并且具有多个光学测量窗口的常流式雾化实验系统,采用过滤水和干燥空气代替液氧和气甲烷进行了雾化实验。实验背压范围为0.1~1.5 MPa。采用背景光成像技术获得了气液针栓单元的喷雾图像,通过图像处理研究了喷雾形态及其空间分布。结果表明:气液针栓单元在背压环境中形成的喷雾扇内部充实,液雾浓密;喷雾边界具有明显的“折转”特征。根据喷雾的浓密分布将喷雾场分为3个区域:喷雾核心区、喷雾边界区和稀疏喷雾区。背压与局部动量比对喷雾径向空间分布范围的影响相反,背压越小、局部动量比越大,喷雾半锥角越大,喷雾迎风面边界轮廓线包络范围越大。此外,相比喷雾半锥角,喷雾迎风面边界轮廓线可以较好地说明喷嘴近场喷雾空间分布范围变化。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 气液针栓单元 背压 喷雾形态 喷雾分布特性

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内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法 被引量：6

11

作者 张文浩 柳军 丁峰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期188-199,共12页

应用特征线理论设计了内转式轴对称基准流场以及外压缩轴对称基准流场,利用激波交线、流线追踪方法等相关技术提出了一种头部进气式的高超声速飞行器内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法,并对生成的一体化构型进行了数值模... 应用特征线理论设计了内转式轴对称基准流场以及外压缩轴对称基准流场,利用激波交线、流线追踪方法等相关技术提出了一种头部进气式的高超声速飞行器内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法,并对生成的一体化构型进行了数值模拟及分析,数值结果验证了该方法的正确性和有效性。该一体化设计方法基本保留了内转式进气道的优良特性,并以高升阻比乘波体为原型构建较高升阻比的一体化构型,从流场耦合的角度出发为减弱机体与进气道之间复杂的波系干扰,实现飞行器内外流的完全耦合进行了探索。 展开更多

关键词 高超声速内转式进气道 基准流场 内外流耦合 一体化设计 流线追踪

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基于可调文氏管的液氧流量闭环控制特性研究

12

作者 陈兰伟 宫绍天 +2 位作者 蒋卓航 李清廉 成鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期228-240,共13页

针对液氧供应系统流量精准控制困难的问题,开发了一套流量闭环控制系统并应用于液氧供应系统中。为实现系统按预设目标流量进行输出,进行了四类试验:无控制试验、流量闭环控制试验、PID参数影响试验与流量阶跃调节试验,研究了贮箱压力... 针对液氧供应系统流量精准控制困难的问题,开发了一套流量闭环控制系统并应用于液氧供应系统中。为实现系统按预设目标流量进行输出,进行了四类试验:无控制试验、流量闭环控制试验、PID参数影响试验与流量阶跃调节试验,研究了贮箱压力、液氧温度、针锥位置、调节范围与PID参数等因素对液氧流量闭环控制特性的影响。结果表明,通过反馈实时测得的液氧质量流量,流量闭环控制系统控制可调文氏管节流面积变化,实现了液氧流量±1%的精准控制,解决了由于系统压力波动及液氧温度变化等原因导致的液氧流量供应不稳定的问题,并实现了液氧在5∶1流量变比内的精准阶跃调节。 展开更多

关键词 液氧供应系统 可调文氏管 变流量 流量闭环控制 流量调节

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激波干扰支板射流混合增强规律 被引量：1

13

作者 杨佳宁 沈赤兵 杜兆波 《火箭推进》 CAS 2023年第3期34-47,共14页

实现超声速来流和燃料射流在燃烧室内的快速混合一直是提升超燃冲压发动机性能亟待解决的关键问题之一。为了有效提升燃烧室内空气来流和燃料射流的混合效果,通过数值模拟的方法,在超声速来流和支板喷注的前提下,在燃烧室上壁面添加了... 实现超声速来流和燃料射流在燃烧室内的快速混合一直是提升超燃冲压发动机性能亟待解决的关键问题之一。为了有效提升燃烧室内空气来流和燃料射流的混合效果,通过数值模拟的方法,在超声速来流和支板喷注的前提下,在燃烧室上壁面添加了斜坡型激波发生器,并通过改变斜坡型激波发生器的结构参数,包括角度(15°、20°、25°、30°),尺寸(5、10、15、20 mm),位置(100、110、120、130 mm处)等,以探究不同结构参数对混合效果的影响。研究结果表明:斜坡型激波发生器的引入能够有效地增强混合效果,且不同的结构参数对混合效果的影响也存在差异,斜坡型激波发生器尺寸的大小对混合效果的影响大于角度,斜坡型激波发生器角度的大小对混合效果的影响大于位置;混合效率和总压恢复系数成负相关关系。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 支板射流 斜坡型激波发生器 结构参数 混合效果

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超燃冲压发动机燃料混合增强技术研究进展 被引量：1

14

作者 唐浩然 沈赤兵 +2 位作者 杜兆波 韩毅 刘苗娥 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第1期80-94,共15页

随着超燃冲压发动机技术的发展,发动机燃烧室内燃料的高效混合与燃烧技术成为了研究热点。由于在高马赫数飞行条件下,燃料在燃烧室内驻留时间极短,而混合过程对燃料和来流的热释放具有重要影响,因此需要一种具有高混合效率的燃料喷注方... 随着超燃冲压发动机技术的发展,发动机燃烧室内燃料的高效混合与燃烧技术成为了研究热点。由于在高马赫数飞行条件下,燃料在燃烧室内驻留时间极短,而混合过程对燃料和来流的热释放具有重要影响,因此需要一种具有高混合效率的燃料喷注方案,国内外学者对此提出了多种混合增强技术。本文对壁面横向射流、凹腔、激波/剪切层干扰以及波形壁混合增强方法的研究进展进行了综述,梳理总结了各类方法的混合增强机理与主要特点,并提出对混合增强技术未来研究方向的展望。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 混合增强 横向射流 凹腔 入射激波 波形壁

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超燃冲压发动机射流混合增强技术研究进展 被引量：5

15

作者 徐壮壮 吴继平 +2 位作者 黄伟 王建宏 颜力 《战术导弹技术》 北大核心 2021年第4期83-102,共20页

燃料的射流混合以及高效燃烧是超燃冲压发动机研究中的重要内容,若干混合增强方式被用于促进燃烧室的混合过程。为了获得对混合增强方式的深入了解,从混合方式的应用广泛性以及未来发展出发,对典型的横向脉冲射流、凹腔辅助混合增强以... 燃料的射流混合以及高效燃烧是超燃冲压发动机研究中的重要内容,若干混合增强方式被用于促进燃烧室的混合过程。为了获得对混合增强方式的深入了解,从混合方式的应用广泛性以及未来发展出发,对典型的横向脉冲射流、凹腔辅助混合增强以及入射斜激波混合增强等方法的国内外现状进行了综述,最后总结了各种方式的特点及混合效果,并对混合增强技术的未来发展提出了展望。 展开更多

关键词 超声速流动 混合增强 脉冲射流 凹腔 入射激波

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等离子体合成射流对超声速混合层的混合增强 被引量：5

16

作者 王鹏 沈赤兵 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期165-175,共11页

采用实验加仿真方法研究了等离子体合成射流对超声速混合层的影响.使用基于纳米粒子的平面激光散射技术(nanoparticle-based planar laser scattering,NPLS)、粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)以及纹影手段获取了单次... 采用实验加仿真方法研究了等离子体合成射流对超声速混合层的影响.使用基于纳米粒子的平面激光散射技术(nanoparticle-based planar laser scattering,NPLS)、粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)以及纹影手段获取了单次脉冲对混合层的影响.采用二维数值仿真对布置在不同位置的高频激励器的混合效果以及激励器的性能进行了研究.通过对比有扰动和无扰动的NPLS、PIV以及纹影实验结果,发现等离子体合成射流对超声速混合层有明显的扰动,射流喷出时会产生较强的斜激波.对数值仿真结果的分析表明,等离子体合成射流可以有效地增强混合层的厚度.对比激励器布置在不同位置工况下的混合层厚度,可以看出在激励器隔板末端对混合层的扰动效果最好,混合层对在隔板末端的激励器扰动响应也是最快的.对等离子体合成射流激励器的性能分析表明,在隔板末端的激励器输出的能量最多.通过分析等离子体合成射流的作用过程,可以看出激励器在隔板上下表面布置的作用形式是通过作用来流进而影响混合层,在隔板尾端布置的等离子体合成射流激励器直接作用在混合层上,实现混合增强. 展开更多

关键词 混合增强 等离子体合成射流 流动控制 超声速混合层

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基于分析法的RBCC引射模态能量利用规律 被引量：5

17

作者 董泽宇 李大鹏 王振国 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1787-1792,共6页

为实现RBCC(火箭基组合循环)节约燃料的目的,基于分析法,研究了引射模态下发动机典型部件和系统能量利用与转化的规律。结果表明:引射火箭在RBCC发动机主体部件中损失最大,效率最低(48%~62%);发动机效率随来流马赫数的增加而不断增大,... 为实现RBCC(火箭基组合循环)节约燃料的目的,基于分析法,研究了引射模态下发动机典型部件和系统能量利用与转化的规律。结果表明:引射火箭在RBCC发动机主体部件中损失最大,效率最低(48%~62%);发动机效率随来流马赫数的增加而不断增大,当来流马赫数小于2.5时,增长速度缓慢;当来流马赫数大于2.5时,增长速度加快;作为一种能量经济性指标,突破了以往基于热力学第一定律的发动机性能分析的局限性,通过单一参数将进气道、引射火箭和混合室等独立部件耦合起来,可全面评价组合循环发动机能量综合利用的性能,指导发动机设计和能量优化工作。 展开更多

关键词 RBCC(火箭基组合循环) 引射模态 分析法 能量利用 能量优化

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超声速气流中多孔逆向射流减阻防热机理研究 被引量：4

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作者 冀晨 刘冰 +2 位作者 李世斌 黄伟 颜力 《战术导弹技术》 北大核心 2021年第1期44-51,共8页

为提高高超声速飞行器头部的减阻防热性能,对钝化前缘多孔逆向射流方案进行参数化研究。基于雷诺平均三维可压缩N-S方程,采用SST k-ω湍流模型对流场进行数值仿真,通过与公开文献中的实验数据进行对比,验证了数值方法的可靠性。重点对... 为提高高超声速飞行器头部的减阻防热性能,对钝化前缘多孔逆向射流方案进行参数化研究。基于雷诺平均三维可压缩N-S方程,采用SST k-ω湍流模型对流场进行数值仿真,通过与公开文献中的实验数据进行对比,验证了数值方法的可靠性。重点对比分析了有无多孔逆向射流方案下钝化前缘的流场结构,多孔逆向射流的引入使飞行器头部流场发生变化,将飞行器头部前缘的弓形激波向外推移,使前缘展向壁面处于一个连续的低温环境中。结果表明,多孔逆向射流在减阻和热防护方面均能起到良好效果。 展开更多

关键词 高超声速 减阻 防热 多孔 逆向射流

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基于COMSOL的简化对流传热结构拓扑优化方法

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作者 王运宇 阎琨 +5 位作者 蔡贤辉 潘余 孙国 陈健 程耿东 刘卫东 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期532-537,共6页

提出了一种基于COMSOL平台的简化对流传热结构拓扑优化实现方法。简化对流传热拓扑优化可用于获得性能更优的散热结构概念设计,但缺乏可行性强和适用范围广的实现方法,导致工程应用存在较高的技术门槛。为解决该问题,本研究采用在经典... 提出了一种基于COMSOL平台的简化对流传热结构拓扑优化实现方法。简化对流传热拓扑优化可用于获得性能更优的散热结构概念设计,但缺乏可行性强和适用范围广的实现方法,导致工程应用存在较高的技术门槛。为解决该问题,本研究采用在经典传热方程中引入对流换热项的方式,建立了可用于COMSOL平台简化对流换热分析的控制方程。进一步的,结合COMSOL平台提供的传热分析模块以及拓扑优化模块,搭建了简化对流传热结构拓扑优化计算框架。数值算例考虑了经典二维和三维的简化对流传热结构优化设计问题。结果显示了本文方法的有效性及可行性。 展开更多

关键词 简化对流换热 拓扑优化 COMSOL

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基于斜坡和波纹壁的超声速混合增强技术研究进展

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作者 王若榕 郭振云 黄伟 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第4期106-114,共9页

随着超燃冲压发动机技术的飞速发展,对在燃烧室内驻留时间极短的燃料射流与超声速空气来流的充分掺混与高效燃烧的要求越来越高,为解决上述问题,需要研究出一套稳定、高效的喷注方案,因此,超声速燃料的混合增强策略逐渐成为国内外航空... 随着超燃冲压发动机技术的飞速发展,对在燃烧室内驻留时间极短的燃料射流与超声速空气来流的充分掺混与高效燃烧的要求越来越高,为解决上述问题,需要研究出一套稳定、高效的喷注方案,因此,超声速燃料的混合增强策略逐渐成为国内外航空航天学者的研究热点。混合增强方法按照机理分为被动混合增强和主动混合增强。本文主要针对被动混合增强方法中的斜坡和波纹壁激波发生器,分别梳理总结了其促进混合增强的原理和特点,并对斜坡和波纹壁组合混合增强技术的研究进展进行了概述,最后对各种混合增强方式的未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 混合增强 激波 斜坡喷注器 波纹壁

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